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2024-03-27 18:01

丰田汽车转向液氢，较气氢续航提升50%！

来源：世展网分类：氢能行业资讯 2024-05-29 10:02 阅读：4589

近日，丰田汽车公司宣布，其正在研发液氢发动机汽车项目，使用液氢作为能源，对氢气储存罐的结构进行优化，使氢气的携带能力提升1.5倍，从而将赛道续航里程从90公里增加到135公里。改进后的液氢发动机汽车GR Corolla于2024年5月24日至26日在富士赛车场（静冈县小山町）参加24小时耐力赛。截至2023年，搭载氢燃料发动机的COROLLA均以气氢为主要燃料。如果能改为液氢，燃料的密度提高，同体积下可提供更多燃料，实现续航距离的大幅提升。由于氢气必须高压填充，储氢罐不得不设计成圆柱体。但如果换为液氢，储氢罐便摆脱了高压这一限制。未来也可根据需求更改储氢罐的形状，方便安装在汽车底部，装箱运输的效率也能实现极大提升。丰田在2021年的24小时富士耐力赛中首次发布GR Corolla，这是一款采用气态氢作为能源的氢动力汽车，并在2023年的比赛中首次使用液态氢作为能源，使用的是常规圆柱形液氢储氢罐。液氢的续航里程较气态氢更为持久，但需要更先进的加注和储存技术，所以此次参赛旨在通过比赛发现问题并将其应用于商业化。气态氢采用柱状储罐以确保高压均匀分布，而液态氢的压力低于气态氢，且储罐形状可根据需求进行调整，例如制成椭圆形，以便更高效地利用车内空间。因此，新款储氢罐液氢的携带量将是柱状模型的1.5倍，是压缩至70兆帕(MPa)的气态氢气携带量的两倍以上。

液态氢燃料发动机GR Corolla的再次进化

提高液态氢泵的耐用性

提升液态氢的压力同时，大幅提升将其输送至发动机的“泵”的耐用性，以实现在24小时赛事中无需进行更换并完赛。（在去年的24小时比赛中更换了两次）。氢发动机通过将作为燃料的氢直接喷射到发动机中燃烧而产生动力。液态氢燃料发动机 GR Corolla采用往复式泵。可以在氢从装有燃料的储氢罐喷入发动机时，通过活塞的往复运动输送在车内已转换为气态的氢燃料。这种泵产生的压力阈值高，会给“曲柄”的轴承（用于使轴平滑旋转的部件）和齿轮造成偏向的负荷，轴承和齿轮将从往复运动转化为旋转运动，并将扭矩传递给马达，因此容易磨损和老化。为了提高泵的耐用性，本次导入了名为“Dual-Drive”的曲柄部件，进而实现了从曲柄的两端传递马达扭矩，使增压活塞以平衡的方式运动。以此大幅提升了泵的耐用性。

通过采用异形储氢罐提高续航里程

通过将车载储氢罐的形状从“圆柱体”改良为“异形（椭圆体）”，提升液态氢的搭载量进而提升续航里程。气态氢燃料使用圆柱体储氢罐，以确保高压均匀分布。由于液态氢的压力比气态氢低，所以可以将储氢罐制作成异形，这次通过将储氢罐改成椭圆体，车内空间得到了更加有效的利用。因此，异形储氢罐的容量是圆柱形储氢罐的1.5倍。与2022年搭载70MPa压缩气态氢时相比，氢燃料装载量（续航里程）增加了一倍多。

二氧化碳回收装置工序转化自动化

二氧化碳回收技术是一种利用内燃机的“大量吸收大气”的特征和“燃烧产生热能”的特性，在发动机舱安装二氧化碳回收装置，从而回收大气中的二氧化碳的技术。具体来说，在空气净化器进气口安装一个二氧化碳吸附装置，在其旁边安装一个利用发动机机油的热量使二氧化碳分离的装置。分离后的二氧化碳被回收进一个装满吸附溶液的小型罐体中。在2023年富士24小时耐久赛决赛时，设备中的二氧化碳吸附和分离的工序要通过技师来手动切换，但现在通过采用新部件，实现在行驶过程中让二氧化碳吸附过滤器缓慢旋转，便可以反复自动切换吸附和分离的工序。